Hard Drive - lahat ng kailangan mong malaman

Ang paggamit ng hard disk bilang pangunahing yunit ng imbakan ay naihigit na. Sa hitsura ng napakabilis na mga SSD, ang mga HDD ay naibalik sa background, kahit na hindi sila gaanong mahalaga sapagkat ang mga ito ay mainam para sa pag-iimbak ng masa. Ang mga yunit na kasalukuyang umaabot sa 16 TB, at para sa higit sa 60 euro maaari tayong magkaroon ng 2 TB sa aming PC, isang bagay na hindi pa maaabot sa marami sa atin kung ito ay SSD para sa presyo nito.

Sa artikulong ito isusulat namin ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa mga hard drive, ang kanilang operasyon, mga katangian at lalo na ang mga pakinabang at kawalan na inaalok nila kumpara sa SSD, isang bagay na palaging dapat.

Pag-andar at panloob na mga bahagi ng isang hard disk

Ang pangalan ng hard disk ay nagmula sa English Hard Disk Drive, o HDD acronym na kung saan alam nating lahat ang yunit ng imbakan na ito at kung saan ay din ang pinakamaliwanag na paraan upang maiiba ito mula sa isang SSD (Solic Disk Drive).

Ang gawain ng isang hard disk ay walang iba kundi ang maging pagkakaloob ng aming kagamitan, ang lugar kung saan nakaimbak ang lahat ng mga file, mga programa at kung saan naka-install ang operating system. Para sa kadahilanang ito ay tinatawag ding pangunahing imbakan, na, hindi tulad ng memorya ng RAM, ay pinapanatili ang mga file sa loob kahit na walang koryente.

Habang ang mga SSD ay ganap na ginawa ng mga elektronikong sangkap at nag-iimbak ng impormasyon sa chip na binubuo ng mga gate ng NAND, ang mga hard drive ay may mga mekanikal na bahagi. Sa kanila, ang isang serye ng mga disc ay paikutin sa mataas na bilis upang, gamit ang magnetic head, ang impormasyon sa kanila ay basahin at mabura. Tingnan natin ang mga pangunahing elemento na bahagi ng isang hard drive.

Mga pinggan

Ito ay ang lugar kung saan naka-imbak ang impormasyon. Ang mga ito ay naka-install nang pahalang at bawat kubyerta ay binubuo ng dalawang mukha o magnetized na ibabaw ng pag-record. Ang mga ito ay karaniwang gawa sa metal o salamin. Upang maiimbak ang impormasyon sa kanila, mayroon silang mga cell kung saan maaari silang ma-magnetize ng positibo o negatibo (1 o 0). Ang pagtatapos ng mga ito ay katulad ng isang salamin, sa kanila ang isang napakalawak na halaga ng data ay nakaimbak at ang ibabaw ay dapat na perpekto.

Mga ulo ng pagbabasa

Ang pangalawang pinakamahalagang elemento ay ang mga ulo ng pagbasa, na mayroon tayo para sa bawat mukha o pag-record ng ibabaw. Ang mga ulo na ito ay hindi talagang nakikipag-ugnay sa mga plato, kaya walang nakasuot sa kanila. Kapag ang pinggan ay umiikot, isang manipis na film ng hangin ay nilikha na pumipigil sa pagbibilang sa pagitan nito at sa playhead (humigit-kumulang na 3nm bukod). Iyon ang isa sa mga pangunahing bentahe sa mga SSD, na ang mga cell ay nagpapahina sa mga pagbubura at nagsusulat.

Mga makina

Nakita namin ang pagkakaroon ng maraming mga elemento ng mekanikal sa loob ng isang hard drive, ngunit ang isa na nagpapakita ng higit sa lahat ay ang pagkakaroon ng mga motor. Maliban sa mga tagahanga, ito lamang ang tulad ng item sa isang PC, at ang pangunahing mapagkukunan ng mabagal na hard drive. Ang motor ay umiikot ang mga plato sa isang tiyak na bilis, maaaring ito ay 5, 400 RPM, 7, 200 o 10, 000 RPM para sa pinakamabilis. Hanggang sa maabot ang bilis na iyon, hindi ka makakapag-ugnay sa mga disk, at ito ay isang mahusay na mapagkukunan ng pagka-antala.

Dito ay idinagdag namin ang motor o sa halip ang electromagnet na ginagawang ilipat ang mga ulo ng pagbabasa na matatagpuan sa lugar kung saan ang data. Tumatagal din ito ng oras, ang pagiging isa pang mapagkukunan ng pagka-antala.

Cache

Hindi bababa sa kasalukuyang mga yunit ay may isang memory chip na binuo sa electronic circuit. Ito ay gumaganap bilang isang tulay para sa pagpapalitan ng impormasyon mula sa mga pisikal na plate sa memorya ng RAM. Ito ay tulad ng isang dinamikong buffer upang magaan ang pag-access sa pisikal na impormasyon at karaniwang 64 MB.

Naka-encapsulated

Napakahalaga ng encapsulation para sa isang HDD, dahil, hindi tulad ng SSD, ang interior ay dapat na ganap na mapilit na hindi pumasok ang isang solong espasyo ng alikabok. Isaalang-alang na ang mga plate ay umiikot sa napakalaking bilis, at ang karayom ​​ng mga ulo ay sumusukat lamang ng ilang micrometer. Ang anumang solidong elemento, kahit gaano kalaki, ay maaaring maging sanhi ng hindi maibabalik na pinsala sa yunit.

Mga koneksyon

Upang matapos na mayroon kaming buong hanay ng mga koneksyon sa likod ng pakete, na binubuo ng isang SATA power connector at isa pa para sa data. Noong nakaraan, ang mga hard drive ng IDE ay mayroon ding panel para sa pagpili ng operating mode, alipin o panginoon kung nagbahagi ang isang drive ng bus, ngunit ang bawat drive ay kumokonekta sa isang hiwalay na port sa motherboard.

Form at interface factor sa isang HDD

Sa kahulugan na ito, ang impormasyon ay medyo maikli sa kasalukuyan, dahil nakakahanap lamang kami ng dalawang mga kadahilanan sa form. Ang una ay ang pamantayan para sa mga desktop PC, na may mga 3.5-pulgadang drive at mga sukat na 101.6 x 25.4 x 146 mm. Ang pangalawa ay ang form factor na ginamit sa 2.5-inch notebook drive na may sukat na 69.8 x 9.5 x 100mm.

Tulad ng para sa mga teknolohiyang koneksyon, wala kaming masyadong maraming kasalukuyang para sa mga HDD, pagiging dalawa:

SATA

Ito ang pamantayang pangkomunikasyon sa mga HDD ng kasalukuyang mga PC bilang kapalit ng IDE. Sa kasong ito, ang isang serial bus gamit ang AHCI protocol ay ginagamit sa halip na kahanay upang maipadala ang data. Ito ay mas mabilis kaysa sa tradisyonal na IDE at mas mahusay na may pinakamataas na paglilipat ng 600 MB / s. Bilang karagdagan, pinapayagan nito ang mga mainit na koneksyon ng mga aparato at may mas maliit at mas mapapamahalaang mga bus. Sa anumang kaso, ang isang kasalukuyang mekanikal na hard disk ay maaari lamang umabot ng isang maximum na 400 MB / s sa pagbabasa, habang ang SATA SSD ay sinasamantala nang husto ang bus na ito.

SAS

Ito ang ebolusyon ng interface ng SCSI, at ito ay isang bus na gumagana nang serially tulad ng SATA, kahit na ang mga utos na uri ng SCSI ay ginagamit pa rin upang makipag-ugnay sa mga hard drive. Ang isa sa mga pag-aari nito ay posible na kumonekta ng ilang mga aparato sa parehong bus at may kakayahang magbigay ng isang palaging rate ng paglilipat para sa bawat isa sa kanila. Maaari naming ikonekta ang higit sa 16 na mga aparato at mayroon itong parehong interface ng koneksyon bilang mga disk ng SATA, na ginagawang perpekto para sa pag-mount ng RAID na mga pagsasaayos sa mga server.

Ang bilis nito ay mas mababa sa SATA, ngunit isang mahalagang tampok ay ang SAS magsusupil ay maaaring makipag-usap sa isang SATA disk, ngunit ang isang SATA controller ay hindi maaaring makipag-usap sa isang SAS disk.

Pisikal, lohikal at functional na mga bahagi ng hard disk

Nakita na natin ang mga pangunahing bahagi sa loob, ngunit ito lamang ang simula upang maunawaan kung paano ito aktwal na gumagana. At kung nais mong malaman ang lahat tungkol sa mga hard drive na ito, kung gayon ang seksyon na ito ang pinakamahalaga, dahil tinutukoy nito kung paano gumagana ang isang hard drive, na maaaring gawin sa dalawang paraan:

CHS (silindro - ulo - sektor): Ang sistemang ito ang ginagamit sa mga unang hard drive, bagaman pinalitan ito ng mga sumusunod. Sa pamamagitan ng tatlong mga halagang ito posible na ilagay ang ulo ng pagbasa sa lugar kung saan matatagpuan ang data. Ang sistemang ito ay madaling maunawaan, ngunit kinakailangan ng mahabang haba ng mga direksyon sa pagpoposisyon.

LBA (lohikal na pagtugon sa mga bloke): ito ang kasalukuyang ginagamit, sa kasong ito hinati namin ang hard disk sa mga sektor at itinalaga namin ang bawat isa sa isang natatanging numero, na parang isang memorya ng memorya kung saan dapat matatagpuan ang suliran. Sa kasong ito, ang string ng pagtuturo ay magiging mas maikli at mas mahusay, at magpapahintulot sa disk na mai-index ng system.

Pisikal na istraktura ng pinggan

Tingnan natin kung paano nahahati ang pisikal na istraktura ng hard drive, na matutukoy kung paano ito gumagana.

• Subaybayan: Ang mga track ay ang mga concentric singsing na bumubuo sa recording surface ng disc. Silindro: Ang isang silindro ay nabuo ng lahat ng mga track na patayo na nakahanay sa bawat plato at mukha. Ito ay hindi isang bagay na pisikal, ngunit isang haka-haka na silindro. Sektor: Ang bawat track ay nahahati sa mga piraso ng mga arko na tinatawag na mga sektor. Sa bawat sektor ang isang data ay maiimbak, at kung ang isa sa kanila ay mananatiling hindi kumpleto, ang susunod na data ay pupunta sa susunod na sektor. Ang ZBR (bit-zone recording) na mga sukat ng sektor ng teknolohiya ay mag-iiba mula sa panloob hanggang sa mga panlabas na track upang mai-optimize ang puwang. Karaniwan silang 4KB, bagaman maaari itong mabago mula sa operating system. Cluster: Ito ay isang pangkat ng mga sektor. Ang bawat file ay sakupin ang isang tiyak na bilang ng mga kumpol, at walang ibang file na maiimbak sa isang tiyak na kumpol.

Ang lohikal na istraktura ng isang hard disk

Ang nakakatawa na bagay ay ang lohikal na istraktura ng hard drive ay pinanatili para sa mga SSD pati na rin sa kabila ng iba pang pagpapatakbo.

Sektor ng Boot (MBR o GPT)

Ang Master Boot Record o MBR ay ang unang sektor ng hard disk, subaybayan 0, silindro 0, sektor 1. Narito ang talahanayan ng pagkahati ng buong hard disk ay nakaimbak, na minarkahan ang simula at pagtatapos ng mga ito. Ang Boot Loader ay nakaimbak din, kung saan ang aktibong pagkahati kung saan naka-install ang system o operating system ay nakolekta. Sa ngayon ito ay pinalitan sa halos lahat ng mga kaso ng istilo ng pagkahati sa GPT, na makikita natin ngayon nang mas detalyado.

Mga Bahagi

Ang bawat pagkahati ay naghahati sa hard drive sa isang tiyak na bilang ng mga cylinders at maaari silang maging ang laki na nais naming italaga sa kanila. Ang impormasyong ito ay maiimbak sa talahanayan ng pagkahati. Sa kasalukuyan mayroong isang konsepto ng lohikal na mga partisyon, kasama ang pabago-bagong hard drive, na kung saan maaari pa tayong sumali sa dalawang magkakaibang hard drive at sa pagtingin ng system ay gagana ito bilang isa.

Pagkakaiba sa pagitan ng MBR at GPT

Sa kasalukuyan mayroong dalawang uri ng mga talahanayan ng pagkahati na magagamit para sa isang HDD o SSD, ang mga uri ng MBR o ang mga uri ng GPT (Global Unique Identifier). Ang istilo ng pagkahati sa GPT ay ipinatupad para sa mga sistema ng EFI o Extensible Firmware Interface, na pinalitan ang lumang sistema ng BIOS ng mga computer. Kaya habang ginagamit ng BIOS ang MBR upang pamahalaan ang hard drive, ang GPT ay nakatuon sa pagiging proprietary system para sa UEFI. Pinakamaganda sa lahat, ang sistemang ito ay nagtalaga ng isang natatanging Gabay sa bawat pagkahati, tulad ng isang MAC address, at ang allocator ay napakahaba na ang lahat ng mga partisyon sa mundo ay maaaring natatanging pinangalanan, na halos nag-aalis ng mga pisikal na limitasyon mula sa isang hard drive sa mga tuntunin ng pagkahati.

Ito ang una at pinaka nakikitang pagkakaiba sa MBR. Habang pinapayagan ka lamang ng system na ito na lumikha ng 4 pangunahing partisyon sa isang hard disk na may maximum na 2 TB, sa GPT walang limitasyong teoretikal upang lumikha ng mga ito. Ito ang magiging operating system na kahit papaano ay gumagawa ng limitasyong ito, at ang Windows ay kasalukuyang sumusuporta sa 128 pangunahing partisyon.

Ang pangalawang pagkakaiba ay namamalagi sa panimulang sistema. Sa GPT, ang UEFI BIOS mismo ay maaaring lumikha ng sarili nitong sistema ng boot, na dinamikong detektahin ang mga nilalaman ng disk sa bawat oras na mag-boot kami. Pinapayagan kaming ganap na mag-boot ng isang computer, kahit na binago namin ang hard drive para sa isa pa na may isa pang lohikal na pamamahagi. Sa halip, ang MBR o ang mga lumang BIOS ay nangangailangan ng isang maipapatupad upang makilala ang aktibong pagkahati at makapagsisimulang mag-booting.

Sa kabutihang palad, halos lahat ng kasalukuyang HDD at SSD hard drive ay nakumpirma na sa sistema ng pagkahati sa GPT, at sa anumang kaso, mula sa system mismo o sa command mode na may Diskpart maaari nating baguhin ang sistemang ito bago i-install ang Windows.

Ang mga file system sa isang hard drive

Upang matapos sa pagpapatakbo ng isang hard disk, kailangan nating malaman kung ano ang mga pangunahing file system na ginamit. Ang mga ito ay isang pangunahing bahagi ng gumagamit at mga posibilidad ng imbakan.

• FAT32 ExFAT NTFS Rating + EXT ReFS

Ang pagwalang-bahala sa pagkakaroon ng FAT system dahil ito ay praktikal na walang saysay sa kasalukuyang mga sistema ng imbakan, ang FAT32 ang nauna nito. Pinapayagan ng sistemang ito ang pagtatalaga ng 32-bit na mga address sa mga kumpol, kaya sa teorya, sinusuportahan nito ang mga sukat ng imbakan ng 8 TB. Ang katotohanan ay ang Windows ay nililimitahan ang kapasidad na ito sa 128 GB na may mga laki ng file na hindi mas malaki kaysa sa 4 GB, kaya ito ay isang sistema na ginagamit lamang ang maliit na USB drive drive.

Upang malampasan ang mga limitasyon ng FAT32, nilikha ng Windows ang sistema ng exFAT, na sumusuporta sa mga laki ng teoretikal na file na hanggang sa 16 EB (Exabytes) at mga teoretikal na laki ng imbakan ng 64 ZB (Zettabytes)

Ang sistemang ito ay ang ginagamit ng Windows upang mai-install ang system at pamahalaan ang mga file sa hard disk. Sinusuportahan nito ang 16TB, 256TB na mga file bilang ang maximum na laki ng dami, at maaari mong mai-configure ang iba't ibang mga sukat ng kumpol para sa pag-format. Ito ay isang system na gumagamit ng maraming puwang para sa iyong pagsasaayos ng dami, kaya ang mga sukat ng pagkahati na mas malaki kaysa sa 10 GB ay inirerekomenda.

Ito ay sariling sistema ng file ng Apple at pinapalitan ang tradisyonal na Rating sa pamamagitan ng pagdaragdag ng suporta para sa mas malaking mga file at mas malaking volume. Ang mga sukat na ito ay nasa maximum na 8 EB.

Ngayon ay nakikipag-ugnayan kami sa sariling file system ng Linux, na kasalukuyang nasa bersyon ng EXT4. Ang mga suportadong laki ng file ay 16TB maximum, at 1 EB bilang ang laki ng dami.

Sa wakas, ang ReFS ay isa pang sistema na pinatawad ng Microsoft at nakalaan upang maging ebolusyon ng NTFS. Ito ay ipinatupad sa Windows Server 2012, ngunit ang ilang Windows 10 para sa mga pamamahagi ng negosyo ay kasalukuyang sumusuporta dito. Ang system na ito ay nagpapabuti sa NTFS sa maraming aspeto, halimbawa sa pamamagitan ng pagpapatupad ng proteksyon laban sa pagkasira ng data, pag-aayos at pagkabigo at kalabisan, suporta ng RAID, pag-verify ng integridad ng data o pag-alis ng chkdsk. Sinusuportahan ang mga laki ng file na 16 EB at dami ng dami ng 1 YB (Yottabyte)

Ano ang isang RAID

At malapit na nauugnay sa konsepto ng mga file system ay ang RAID na mga pagsasaayos. Sa katunayan, mayroong mga laptop o PC na mayroon nang RAID 0 na pagsasaayos para sa kanilang kapasidad ng imbakan.

Ang RAID ay kumakatawan sa Redundant Array ng Independent Disks at ito ay isang sistema ng imbakan ng data gamit ang maraming mga yunit ng imbakan. Sa kanila, ang data ay ipinamamahagi na kung ito ay isang solong yunit, o pinoproseso nila upang matiyak ang integridad ng data laban sa mga pagkabigo. Ang mga yunit ng imbakan na ito ay maaaring maging alinman sa HDD o mechanical hard drive, SSD o solid drive ng estado, kahit na M.2.

Sa kasalukuyan mayroong isang malaking bilang ng mga antas ng RAID, na binubuo ng pag-configure at pag-uugnay sa mga hard drive na ito sa iba't ibang paraan. Halimbawa, ang RAID 0 ay sumali sa dalawa o higit pang mga disk sa isa upang ipamahagi ang data sa kanilang lahat. Ito ay mainam para sa pagpapalawak ng imbakan sa pamamagitan ng pagtingin lamang ng isang hard drive sa system, halimbawa, dalawang 1TB HDD ay maaaring makabuo ng isang solong 2TB. Sa kabilang banda, ang RAID 1 ay kabaligtaran lamang, ito ay isang pagsasaayos sa dalawa o higit pang mga mirrored disks upang ang data ay pinananatiling kopya sa bawat isa sa kanila.

Mga kalamangan at kawalan ng isang HDD kumpara sa isang SSD

At sa wakas, ibubuod namin at ipaliwanag ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang mechanical hard drive at isang solidong drive ng estado. Para sa mga ito, mayroon na kaming isang artikulo kung saan ang lahat ng mga salik na ito ay ipinaliwanag nang detalyado, kaya gagawa lamang kami ng isang mabilis na pagbubuo.

Natitirang mga bentahe

• Kapasidad: Ito ay isa sa mga pangunahing bentahe na ang isang hard drive ay may higit sa isang SSD, at hindi ito tiyak dahil maliit ang SSD, ngunit dahil ang kanilang gastos ay tumaas ng maraming. Alam namin na ang isang HDD ay mas mabagal kaysa sa isang SSD, 400MB / s kumpara sa 5000MB / s sa pinakamabilis na drive, ngunit ang kapasidad ng imbakan nito sa bawat drive ay perpekto para magamit bilang isang bodega ng data. Sa kasalukuyan mayroong 3.5 "HDD drive hanggang sa 16TB. Murang gastos sa bawat GB: Dahil dito, mula sa itaas, ang gastos sa bawat GB ay mas mababa sa isang HDD kaysa sa isang SSD, kaya maaari kaming bumili ng mas malaking yunit, ngunit sa isang mas mababang presyo. Ang isang hard drive ng 2 TB ay matatagpuan sa isang presyo na halos 60 euro, habang ang isang 2 TB M.2 SSD ay hindi bababa sa 220 euro o higit pa. Life Life: At ang ikatlong bentahe ng isang HDD ay ang buhay ng istante ng iyong mga platter. Mag-ingat na huwag banggitin ang tibay at paglaban nito, ngunit sa halip na ang bilang ng mga beses na maaari nating isulat at burahin ang mga cell, na kung saan ay walang limitasyong sa mga mechanical hard drive. Sa SSD, ang bilang ay limitado sa ilang libong, na ginagawa silang hindi gaanong kaakit-akit na mga pagpipilian para sa mga database at server.

Mga Kakulangan

• Ang mga ito ay napakabagal: sa pagdating ng SSDs, ang mga mechanical hard drive ay naging pinakamabagal na aparato sa isang computer kahit na sa ibaba ng USB 3.1. Ginagawa nila ang isang halos hindi magamit na opsyon upang mag-install ng isang operating system, na nakatadhana lamang para sa data kung nais namin ng isang mabilis na computer. Pinag-uusapan namin ang tungkol sa mga figure na naglalagay ng isang HD 40-50 beses na mas mabagal kaysa sa isang SSD, hindi ito bagay na walang kapararakan. Pisikal na sukat at ingay: Ang pagiging mekanikal at pagkakaroon ng mga platter, ang kanilang sukat ay medyo malaki kumpara sa M.2 SSD na sumusukat lamang sa 22 × 80mm. Katulad nito, ang pagkakaroon ng isang motor at mechanical head ay gumawa ng mga ito nang maingay, lalo na kung ang mga file ay nagkalat. Fragmentation: ang pamamahagi sa mga track ay nagiging sanhi ng data na maging mas fragment sa paglipas ng panahon. Sa madaling salita, pupunan ng disk ang mga sektor na naiwan nang walang laman kapag tinanggal, kaya ang ulo ng pagbabasa ay dapat gumawa ng maraming mga jumps upang mabasa ang isang kumpletong file. Sa isang SSD, bilang isang memorya ng mga elektronikong selula, lahat ng mga ito ay naa-access sa parehong bilis, tulad ng memorya ng RAM, ang problemang ito ay hindi umiiral.

Konklusyon sa mga hard drive

Sa ganitong paraan nakarating kami sa dulo ng aming artikulo na bumubuo nang malalim sa paksa ng mechanical hard drive. Walang pag-aalinlangan ang mga ito ay mga elemento na hindi bababa sa karamihan ng mga gumagamit ay gumaganap ng isang medyo mas maliit na papel sa pamamagitan ng pagkakaroon ng SSD ng kahit 2 TB sa merkado. Ngunit ang mga ito ay pa rin ang pagpipilian ng bituin para sa pag-iimbak ng masa, dahil para doon hindi namin kailangan ng mas maraming bilis ngunit maraming espasyo.

Isipin kung ano ang mangyayari kung mayroon kaming isang solong 512 o 256 GB SSD at nais naming i-save ang 4K pelikula, mag-install ng mga laro o kami ay mga tagalikha ng nilalaman. Kung nais natin ang bilis kailangan nating gumastos, sa SSD, habang ang pagkakaroon ng 20 TB na may HDD ay nagkakahalaga sa amin ng mga 600 euro, habang ginagawa ito sa SSD SATA ay maaaring gastos sa amin ng 2000 euros at kung ang mga ito ay NVMe mas mahusay na hindi kahit na makalkula ito.

Iniwan ka namin ngayon ng ilang mga artikulo na madaling gamitin upang makadagdag sa impormasyon, at syempre sa aming mga gabay.

Gaano karaming mga hard drive ang mayroon ka sa iyong PC at anong uri sila? Gumagamit ka ba ng SSD at HDD?